[发明专利]可发近红外光的线性高分子稀土络合物及制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于材料工程领域，具体涉及一种光电材料，特别涉及一种可发近红外光的线性高分子稀土络合物及其制备方法与应用。

背景技术

由于近红外区内光散射效应大、穿透深度大、被吸收的光强很小，而且其波长短，因而不被玻璃或石英介质所吸收。可应用于数据存储、安全标记、天文测量、生物检测和光纤通信等重要领域，尤其还可应用于红外探测、红外制导等军事用途，所以寻找和制备具有近红外光活性的有机材料具有重要的意义，也颇具技术挑战性。

在光通信和光交换系统中起重要作用的信息光源，目前主要由基于无机材料如III、V族化合物等的半导体激光器担当。众所周知，这些化合物大都具有一定的毒性，并且传统的半导体激光器制作工艺非常复杂，设备昂贵，对材料的纯度要求也非常高，而有机化合物则具有容易制备、成本低、容易剪裁从而调制其功能、可弯曲等优点引起了众多科学家的兴趣。

由于光纤通信的几个窗口波长，如850nm、1330nm、1550nm等都位于近红外波段，因此开发价格低廉、无污染的具有近红外发光特性的有机材料将在光通讯和信息处理等领域具有潜在应用价值。目前，对近红外有机发光材料的研究主要集中在两大类：一是稀土元素化合物，二是有机离子染料。基于无机稀土离子的近红外发光材料在显示器件、光通讯组件及激光有源材料等领域已获得广泛的应用。但是制备简单、成本低廉、溶液加工性能好、稳定性好、且具有较好近红外发光性能的线性高分子稀土络合物研究的比较少。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种可发近红外光的线性高分子稀土络合物。

本发明的另一目的在于提供上述可发近红外光的线性高分子稀土络合物的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述可发近红外光的线性高分子稀土络合物的用途。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种可发近红外光的线性高分子稀土络合物，具有如式I所示的结构，重均分子量为16000-101000，m：n为(100/1)-(10/1)；

(式I)

其中，R₁-R₈为-H，或者为碳原子数1-16的烷基、苯基(Ph)、酯基(COO)、醚基(O)、羰基(CO)、氨基(NH)、咔唑基(Cz)、吩噻嗪(PTZ)；

优选地，R₁为-COOCH₂CH₂-O-CH₂-、-COOCH₂-、-Ph-O-CH₂-或-CH₂CH₂CH₂CONHCH₂-；

R₂-R₈为-H、-CH₃、苯基(Ph)、咔唑基(Cz)、-COOCH₃、-CO-PTZ、-COOCH₂CH₂-Cz或-COOCH₂OCOCH₂-Cz；

L为含有N、O等配位原子的有机配体；

L优选8-羟基喹啉、含有咔唑基或吩噻嗪的8-羟基喹啉衍生物或β-二酮类衍生物；

所述的β-二酮类衍生物为乙酰丙酮、二苯甲酰甲烷或α-噻吩三氟乙酰丙酮；

Re为能发近红外光的稀土金属离子；

所述的稀土金属为铒(Er)、钕(Nd)或镱(Yb)。

上述的可发近红外光的线性高分子稀土络合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)取1份含有8-羟基喹啉配体的烯类单体、0.2-100份共聚烯类单体溶于有机溶剂中，加入0.01-0.6份自由基引发剂，50-100℃下反应6小时-4天，反应产物浓缩后经甲醇沉淀，得到含有8-羟基喹啉的线性高分子配体；

(2)取0.1-0.5份含稀土金属离子的化合物溶于强极性溶剂中得到稀土金属离子溶液；取0.2-1份有机配体溶于极性有机溶剂中得到有机配体溶液；将有机配体溶液逐渐滴加到稀土金属离子溶液中，40-90℃下搅拌反应6小时至2天，得到有机稀土络合物中间体；